Diagnóstico e correção de vibrações e tremor do válvula de controle: ajuste do posicionador, tamanho da bateria, diagnóstico de atrito e análise do processo

Technical analysis: Troubleshooting control valve hunting and oscillation: positioner tuning, actuator sizing, friction

Діагностика та виправлення коливань та дрожу керуючого клапана: налаштування позиціонера, розмір акумулятора, діагностика тертя та аналіз процесу - UNITEC-D Industrial MRO
Цей гайд призначений для діагностики та виправлення коливань та дрожу керуючого клапана. Він включає конкретні діагностичні засоби, пороги вимірювань та кроки виправлення.

1. Descrição do problema e área de aplicação

Este guia é destinado à diagnóstico e correção de vibrações e tremores do válvula de controle. Estes sintomas podem ocorrer em diferentes tipos de equipamento industrial, tais como sistemas de controle de fluxo, regulação de temperatura, regulação de pressão, e em sistemas de produção química. A importância deste problema é classificada como crítica, pois vibrações da válvula podem levar a vazamentos imprevistos, instabilidades nos processos, e em alguns casos, a situações de emergência.

2. Medidas preventivas de segurança

Requisitos para o uso de equipamentos de proteção: Durante a diagnóstico é necessário utilizar roupas de proteção especializada, incluindo luvas de trabalho, óculos e calças com propriedades eletrostáticas.
Lockout/tagout: Antes do início da diagnóstico do equipamento, desligue a alimentação, instale etiquetas de bloqueio e execute a verificação da ausência de alimentação elétrica.
Aviso sobre elementos de proteção: Em caso de acúmulo elétrico ou gasoso, o contato com o equipamento pode resultar em lesões ou choque elétrico.

3. Ferramentas diagnósticas necessárias

Nome do instrumento Modelo/Especificação Intervalo de medição Meta
Multímetro Fluke 87V 0-2000 mA, 0-600 V Medição de parâmetros elétricos, tensão, corrente, resistência
Analisador de vibração Keysight 35670A 0-50.000 Hz Medição de vibração, detecção de falhas
Termocâmera Fluke TiS10 -20°C até 500°C Detecção de aquecimento desigual
Posicionador Siemens Simatic S7-1200 0-10 V, 4-20 mA Configuração do posicionador para estabilização da posição da válvula

4. Primeiro olhar: checklist para o início da diagnóstico

Item Descrição
1 Verifique a temperatura ao redor da válvula e do caminho de transporte do fluido.
2 Grave os valores de pressão, temperatura e nível de evaporação.
3 Verifique o estado do posicionador e a conexão com o sistema de controle.
4 Meça a vibração da válvula e do caminho.
5 Registre a história de alarmes e mensagens do sistema.

5. Esquema diagnóstico sistemático

  1. Sintoma: Oscilação do válvula ao mudar do sinal.
    1. Verifique o posicionador para conformidade com os requisitos de produção.
    2. Meça a vibração da válvula.
    3. Se a vibração exceder 4,5 mm/s, verifique a bateria.
  2. Sintoma: A vibração aumenta com o aumento da pressão.
    1. Verifique a pressão no sistema.
    2. Meça o nível de atrito no empurrador.
    3. Se o atrito exceder 10 micrômetros, corrija o lubrificante.
  3. Sintoma: O balanço do válvula ocorre após a mudança do processo.
    1. Verifique o funcionamento do posicionador.
    2. Meça a vibração da válvula.
    3. Se a vibração ultrapassar 4,5 mm/s, verifique a bateria.

6. Matriz de Causas de Falhas

Sintoma Probabilidades de causas Teste diagnóstico Resultado esperado
Colar do válvula
  1. Configuração incorreta do posicionador
  2. Dimensão insuficiente da bateria
  3. Insuficiente lubrificação
  4. Incompatibilidade com o processo
  1. Verifique as configurações do posicionador
  2. Meça a vibração da válvula
  3. Meça o nível de atrito
  4. Verifique os parâmetros do processo
  1. Se a configuração não corresponder, corrija
  2. Se a vibração for acima de 4,5 mm/s, verifique a bateria
  3. Se o atrito for maior que 10 мкм, elimine
  4. Se os parâmetros do processo não forem compatíveis, corrija

7. Análise das causas raiz para cada falha

7.1. Configuração incorreta do posicionador

Colavações do válvula frequentemente ocorrem devido à configuração incorreta do posicionador. O posicionador deve responder exatamente ao sinal, para que a válvula seja posicionada na posição correta. Configurações incorretas podem causar oscilações intensas, o que leva à redução da precisão do controle.

Para confirmar as causas, é necessário verificar as configurações do posicionador, bem como medir o sinal recebido pelo posicionador. Se o sinal não corresponder ao intervalo exigido (por exemplo, 4-20 mA), é necessário corrigir as configurações.

Se a falha não for corrigida, isso pode levar à má gestão do processo, aumento do consumo de energia e danos ao válvula.

7.2. Dimensão insuficiente da bateria

O acumulador deve ser dimensionado para a corrente de carga máxima, para garantir o movimento estável da válvula. Se o acumulador não for suficientemente potente, não poderá fornecer a velocidade e a força necessárias, o que causa oscilações.

Para verificar, é necessário medir a corrente consumida pela válvula e compará-la com a corrente nominal da bateria. Se a corrente consumida ultrapassar o nominal, é necessário substituir a bateria.

Se a falha não for corrigida, isso pode levar ao superaquecimento da bateria, ao seu mau funcionamento e à perda de controle sobre o válvula.

7.3. Lubrificação inadequada

A lubrificação inadequada dos êmbolos das válvulas pode causar aumento do atrito, o que resulta em vibrações. A lubrificação assegura o movimento suave do êmbolo e previne o desgaste.

Para verificar é necessário medir o nível de atrito. Se o atrito exceder 10 micrômetros, é necessário verificar o estado da lubrificação e fazer correções.

Se a falha não for corrigida, isso pode levar ao desgaste do êmbolo, danos no válvula e redução da vida útil.

7.4. Incompatibilidade com o processo

O balanço do válvula pode ser causado pela incompatibilidade entre a válvula e o processo. Se os parâmetros do processo não correspondem às características da válvula, isso pode causar uma operação instável.

Para verificar é necessário medir os parâmetros do processo, tais como pressão, temperatura e volume. Se os parâmetros saem dos valores permitidos, é necessário ajustar as configurações da válvula.

Se a falha não for corrigida, isso pode levar à má gestão do processo, perda de precisão e danos ao equipamento.

8. Procedimentos passo a passo de resolução de falhas

8.1. Configuração incorreta do posicionador

  1. Verifique as configurações do posicionador.

    Use um multímetro para verificar os sinais que chegam ao posicionador. Certifique-se de que o sinal esteja dentro da faixa de 4-20 mA.

  2. Corrija as configurações.

    Use o posicionador para ajustar de acordo com as especificações técnicas. Certifique-se de que o posicionador atenda aos requisitos.

  3. Verifique o resultado.

    Após a calibração, a válvula deve estabilizar-se na posição desejada sem oscilações.

8.2. Dimensão insuficiente da bateria

  1. Meça a corrente consumida.

    Use um multímetro para medir a corrente consumida pela válvula. Certifique-se de que a corrente não exceda a capacidade da bateria.

  2. Substitua a bateria.

    Se a corrente ultrapassar o nominal, substitua a bateria por uma modelo com maior potência.

  3. Verifique o resultado.

    Após a substituição da bateria, o válvula deve funcionar de forma estável, sem oscilações.

8.3. Lubrificação inadequada

  1. Meça o nível de atrito.

    Use um analisador de vibração para medir o atrito. Certifique-se de que o atrito não exceda 10 µm.

  2. Verifique o estado da lubrificação.

    Use uma câmara térmica para verificar a temperatura do êmbolo. Certifique-se de que a temperatura não ultrapasse os valores permitidos.

  3. Substitua a lubrificação.

    Se a lubrificação não atender aos requisitos, substitua-a pelo tipo adequado.

  4. Verifique o resultado.

    Após a substituição do lubrificante, a válvula deve funcionar de forma estável, sem oscilações.

8.4. Incompatibilidade com o processo

  1. Meça os parâmetros do processo.

    Use um multímetro para medir pressão, temperatura e volume. Certifique-se de que os parâmetros correspondam aos requisitos.

  2. Corrija as configurações.

    Use o posicionador para corrigir as configurações de acordo com os parâmetros do processo.

  3. Verifique o resultado.

    Após a correção, a válvula deve estabilizar-se na posição desejada sem oscilações.

9. Medidas preventivas

Causa raiz Estratégia de prevenção Método de monitoramento Intervalo recomendado
Configuração incorreta do posicionador Verificação periódica de configurações Multímetro, posicionador Mensalmente
Tamanho insuficiente da bateria Verificação regular da corrente Multímetro Mensalmente
Insuficiente lubrificação Verificação regular de atrito Analisador Vibratório Mensalmente
Incompatibilidade com o processo Verificação regular dos parâmetros do processo Multímetro Mensalmente

10. Peças e componentes

Descrição do componente Especificação Quando substituir Categoria UNITEC-D
Posicionador Siemens Simatic S7-1200 Após 5000 horas de trabalho Categoria 3: Dispositivos de Controle
Acumulador 24 V, 10 A Após 5000 horas de trabalho Categoria 3: Dispositivos de controle
Lubrificante Graxa industrial, ISO 10684 Após 2000 horas de trabalho Categoria 2: Lubrificantes
Cilindro Aço, 10 mm Após 10000 horas de trabalho Categoria 1: Componentes Principais

Для отримання додаткової інформації про запчастини, відвідайте сайт UNITEC-D: https://www.unitecd.com/e-catalog/

11. Referência

  • DSTU 3025-99 – Requisitos para equipamento elétrico
  • EN 60950-1 – Segurança de equipamentos elétricos
  • ISO 13374-1 – Suporte de equipamento
  • CE – Normas Gerais de Segurança
  • UkrSEPRO – Padrões para a indústria ucraniana

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